攝影測量學（簡體書）

前言

攝影測量學是一門古老且處於發展中的學科，是攝影技術發明後出現的一種測繪技術。盡管已經有二百多年的歷史，但隨著遙感、無人機及傾斜攝影等技術的發展，攝影測量學將迎來新的發展機遇與挑戰。

盡管DPGrid、Smart3D等自動化數字攝影測量軟件應用廣泛，但如何通過二維影像重建三維立體模型？要理解這個過程，則需要認識單像攝影像片的幾何特征，需要建立攝影測量的系列坐標系，需要對攝影過程進行幾何反轉等。

全書共6章，主要內容包括： 緒論、單幅影像解析基礎、雙像立體測圖、解析空中三角測量、數字攝影測量基礎、數字高程模型及地形分析等。本書知識體系主要參考了由張劍清、潘勵和王樹根編著的《攝影測量學》，同時教材中很多圖片資料來自於武漢大學袁修孝教授主持的國家級精品課程“攝影測量學”。在此基礎上增加了攝影測量學最新發展、攝影測量學相關學科、攝影測量學相關生產實踐流程等內容。

教材編寫團隊來自西北師範大學、甘肅省測繪工程院和蘭州理工大學，能夠有效地將教學經驗、科研與生產實踐融於一體，保證了課程內容的新穎性與實踐性、專業知識的系統性及趣味性等特點。本書編寫分工如下： 1.1節~1.3節和1.5節，第2~3章，4.1節和4.4節，6.2節~6.4節由張彥麗（西北師範大學）編寫； 1.4節由周星（甘肅省測繪工程院）編寫； 4.2節和4.3節由李丑榮（甘肅省測繪工程院）編寫； 第5章由牛全福（蘭州理工大學）編寫； 6.1節由潘竟虎（西北師範大學）編寫。

本書在編寫過程中，得到了南京師範大學湯國安教授的關心和幫助，得到了西北師範大學趙軍教授和李傳華副教授的指導和幫助。本書編寫也得到了中國測繪科學研究院龔循平研究員、武漢大學鄧非教授以及蘭州交通大學閆浩文教授的指導和幫助，也感謝中國吉林建筑大學楊倩教授的支持。非常感謝課題組成員潘竟虎教授、李丑榮正高級工程師、周星正高級工程師和牛全福教授的編寫工作。西北師範大學劉琦、陳藺鴻、馬宇鵬等同學在文字與圖片編輯方面做了大量細致的工作。智能樹的梁晶允老師在文字校對方面做了很多工作。清華大學出版社的柳萍編輯在文字與圖片編輯、校對等方面付出了辛勤勞動。西北師範大學的同事、研究生對書稿也做了很多具體工作，在此一並表示感謝。

本書可作為地理信息科學專業、測繪工程專業、遙感科學與技術專業、無人機測繪技術等大專院校本科、高職或函授的教材，也可為其他相關專業的師生、工程技術人員和研究人員提供學習參考資料。

2020年5月於蘭州

目錄

第1章緒論

1.1攝影測量學及任務

1.2與攝影測量學聯系最緊密的學科

1.2.1攝影測量與遙感

1.2.2攝影測量與普通測量

1.3攝影測量學的發展歷程

1.3.1模擬攝影測量

1.3.2解析攝影測量

1.3.3數字攝影測量

1.3.4三個攝影測量發展階段的特點對比

1.4攝影測量學新發展

1.4.1攝影測量學新的發展方向

1.4.2無人機測繪及應用

1.4.3傾斜攝影測量及應用

1.5當代數字攝影測量一些典型問題

習題與思考題

第2章單幅影像解析基礎

2.1航空攝影像片

2.1.1航空攝影機

2.1.2航攝像片

2.2航攝像片的幾何特征

2.2.1中心投影

2.2.2航攝像片上的重要點、線、面

2.2.3航攝像片的像點位移與比例尺

2.2.4攝影像片與普通地圖

2.3攝影測量常用坐標系

2.3.1攝影測量常用坐標系的定義

2.3.2攝影測量常用坐標系的作用

2.4攝影像片的方位元素及直角坐標系旋轉變換

2.4.1攝影像片的方位元素

2.4.2像片的方位元素在攝影測量坐標系轉換中的作用

2.4.3空間直角坐標系的旋轉變換

2.5共線方程

2.5.1共線條件

2.5.2共線條件方程

2.5.3有理函數模型

2.6單幅影像解析基礎

2.6.1像片的內定向及作用

2.6.2單像空間後方交會

習題與思考題

第3章雙像立體測圖

3.1人造立體視覺

3.1.1人造立體視覺原理

3.1.2人造立體視覺條件

3.1.3立體觀察

3.2立體像對空間前方交會

3.3立體像對相對定向

3.3.1解析法相對定向原理

3.3.2連續像對相對定向

3.4立體像對絕對定向

3.4.1單元模型絕對定向定義

3.4.2空間相似變換線性化

3.4.3絕對定向解算

3.5立體像對光束法嚴密解

3.5.1一步定向法

3.5.2雙像解析攝影測量三種方法比較

習題與思考題

第4章解析空中三角測量

4.1解析空中三角測量概述

4.1.1什麼是空中三角測量

4.1.2傳統攝影測量作業流程

4.1.3影像連接點的類型與設置

4.1.4像點坐標量測及系統誤差改正

4.2航帶法空中三角測量

4.2.1單航帶法空中三角測量

4.2.2航帶法區域網平差

4.3光束法空中三角測量及三種空三方法比較

4.3.1光束法空中三角測量

4.3.2三種區域網平差方法比較

4.4空中三角測量的新發展

習題與思考題

第5章數字攝影測量基礎

5.1數字影像與特征提取

5.1.1數字影像

5.1.2數字特征提取

5.2影像匹配基礎理論與算法

5.2.1數字影像匹配

5.2.2幾種典型的影像匹配算法

習題與思考題

第6章數字高程模型及地形分析

6.1數字高程模型

6.1.1數字高程模型的含義與表示

6.1.2三種DEM數據優缺點比較

6.1.3三種DEM相互轉換

6.2DEM數據生產流程

6.3DEM分析及應用

6.3.1基於地形屬性的表面分析

6.3.2幾種典型DEM專題應用分析

6.4數字正射影像生產

習題與思考題

參考文獻